(57)【要約】【課題】  各圧縮室の吸入口の断面積を拡大せずに、各圧縮室の吸入損失を減少できる多気筒回転圧縮機を提供する。また、吸入騷音を減少できる多気筒回転圧縮機を提供する。【解決手段】  相互区画された第１及び第２圧縮室と、第１及び第２圧縮室の内部にそれぞれ連通される第１及び第２吸入口と、第１及び第２吸入口に隣接して位置され、第１圧縮室と第２圧縮室とを連通させる連通孔とを含んで多気筒回転圧縮機を構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互区画された第１及び第２圧縮室と、前記第１及び第２圧縮室の内部にそれぞれ連通される第１及び第２吸入口と、前記第１及び第２吸入口に隣接して位置され、前記第１圧縮室と前記第２圧縮室とを連通させる連通孔とを含むことを特徴とする多気筒回転圧縮機。
【請求項２】
前記連通孔に隣接した位置で、前記第１及び第２圧縮室の内面に所定深さに陥没して形成される第１及び第２空洞部をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の多気筒回転圧縮機。
【請求項３】
前記第１及び第２空洞部は、前記連通孔に対向して位置されることを特徴とする請求項２記載の多気筒回転圧縮機。
【請求項４】
前記第１及び第２圧縮室を形成するための第１及び第２シリンダーボディーと、前記第１及び第２圧縮室の内部に設置される第１及び第２圧縮装置と、前記第１および第２圧縮装置を駆動するために前記第１及び第２圧縮室を貫通して設置される回転軸と、前記第１及び第２シリンダーボディーの間に介在される区画板と、前記区画板の反対側に設けられ、前記第１及び第２圧縮室の開口をそれぞれ閉鎖しながら前記回転軸を支持する第１及び第２軸支部材とを含むことを特徴とする請求項３記載の多気筒回転圧縮機。
【請求項５】
前記連通孔は、前記区画板に形成され、前記第１及び第２空洞部は、前記連通孔に対向した位置で、前記第１及び第２軸支部材の内面に形成されることを特徴とする請求項４記載の多気筒回転圧縮機。
【請求項６】
前記第１及び第２圧縮装置は、前記第１及び第２圧縮室内の前記回転軸にそれぞれ反対方向に偏心される第１及び第２偏心部と、前記第１及び第２圧縮室の前記第１及び第２偏心部の外面にそれぞれ結合される第１及び第２リングピストンと、前記第１及び第２リングピストンの回転によって、半径方向に線状運動をしながら前記第１及び第２圧縮室の内部空間を区画する第１及び第２ベーンとを含むことを特徴とする請求項５記載の多気筒回転圧縮機。
【請求項７】
前記連通孔及び前記第１及び第２空洞部の最大幅は、前記リングピストンの半径方向の厚さよりも小さいことを特徴とする請求項６記載の多気筒回転圧縮機。
【請求項８】
前記第１及び第２圧縮室を形成するための第１及び第２シリンダーボディーと、前記第１及び第２圧縮室の内部に設置される第１及び第２圧縮装置と、前記第１及び第２圧縮装置を駆動するために前記第１及び第２圧縮室を貫通して設置される回転軸と、前記第１及び第２シリンダーボディーの間に介在される区画板とを含み、
前記連通孔は、前記第１及び第２吸入口に隣接する前記区画板に形成されることを特徴とする請求項１記載の多気筒回転圧縮機。
【請求項９】
前記第１及び第２圧縮装置は、前記回転軸と反対方向に偏心されるように、前記第１及び第２圧縮室内の前記回転軸に設けられる第１及び第２偏心部と、前記第１及び第２圧縮室内の前記第１及び第２偏心部の外面にそれぞれ結合される第１及び第２リングピストンと、前記第１及び第２リングピストンの回転によって、半径方向に線状運動をしながら前記第１及び第２圧縮室の内部空間を区画する第１及び第２ベーンとを含むことを特徴とする請求項８記載の多気筒回転圧縮機。
【請求項１０】
前記連通孔及び前記第１及び第２空洞部の最大幅は、前記リングピストンの半径方向の厚さよりも小さいことを特徴とする請求項９記載の多気筒回転圧縮機。
【請求項１１】
相互区画された第１及び第２圧縮室と、前記第１及び第２圧縮室内で反対方向に偏心された状態で圧縮動作を行う第１及び第２圧縮装置と、前記第１及び第２圧縮室の内部にそれぞれ連通される第１及び第２吸入口と、前記第１及び第２吸入口に隣接して位置され、前記第１及び第２圧縮室を連通させる連通孔とを含むことを特徴とする多気筒回転圧縮機。
【請求項１２】
前記第１及び第２圧縮室の間を区画する区画板をさらに含み、
前記連通孔は、前記区画板に形成されることを特徴とする請求項１１記載の多気筒回転圧縮機。
【請求項１３】
前記連通孔に隣接した位置で、前記第１及び第２圧縮室の内面に所定深さに陥没して形成される第１及び第２空洞部をさらに含むことを特徴とする請求項１２記載の多気筒回転圧縮機。
【請求項１４】
前記第１及び第２空洞部は、前記連通孔に対向して位置されることを特徴とする請求項１３記載の多気筒回転圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒回転圧縮機に関するもので、詳しくは、吸入損失及び冷媒の吸入によって発生する騷音を減少できる多気筒回転圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、一つの圧縮室を備えた回転圧縮機は、圧縮室内のリングピストンが回転軸の中心に対して偏心した状態で回転するため、ガスの圧縮動作時、回転トルクの激しい変動および質量の不均衡によって振動が大きくなるという問題があった。したがって、このような問題を解消するために、上部および下部にそれぞれ独立した圧縮室を設け、各圧縮室内のリングピストンを反対位置で回転させることで、回転トルクの変化及び質量の不均衡を最小化したものが多気筒回転圧縮機である。
【０００３】
特許文献１(２００１年６月５日公開)には、上記のような多気筒回転圧縮機が開示されている。この圧縮機は、第１圧縮室が内部に形成された上部の第１シリンダーボディーと、第２圧縮室が内部に形成された下部の第２シリンダーボディーと、第１圧縮室と第２圧縮室との間を区画するための区画板とを備える。また、この圧縮機は、回転軸の回転時、各圧縮室の内部で反対位置を維持した状態で偏心回転しながら冷媒ガスを圧縮する第１及び第２リングピストンと、各圧縮室に冷媒ガスを吸入させるために、各圧縮室内に連通される第１及び第２吸入口とをさらに備える。
【０００４】
しかしながら、上記のような多気筒回転圧縮機は、一つの圧縮室を備える同一容量の回転圧縮機に比べると、各圧縮室を形成する第１及び第２シリンダーボディーの高さが低いため、各シリンダーボディーに形成される第１及び第２吸入口の直径も制限的であった。したがって、この圧縮機は、各吸入口の小さい断面積によって吸入流動抵抗が大きくなるため、各圧縮室の吸入体積が急激に増大する時点(ガスの吸入量が急激に多くなる時点)における各吸入口を通したガスの流入量が充分でなく、吸入損失及び吸入騷音が大きくなるという問題があった。
【特許文献１】日本特開２００１−１５３０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、各圧縮室の吸入口の断面積を拡大せずに、各圧縮室の吸入損失を減少できる多気筒回転圧縮機を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、吸入騷音を減少できる多気筒回転圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明による多気筒回転圧縮機は、相互区画された第１及び第２圧縮室と、前記第１及び第２圧縮室の内部にそれぞれ連通される第１及び第２吸入口と、前記第１及び第２吸入口と隣接して位置され、前記第１圧縮室と前記第２圧縮室とを連通させる連通孔とを含むことを特徴とする。
【０００８】
また、前記連通孔に隣接した位置で、前記第１及び第２圧縮室の内面に所定深さに陥没して形成される第１及び第２空洞部をさらに含むことを特徴とする。
【０００９】
また、前記第１及び第２空洞部は、前記連通孔と対向して位置されることを特徴とする。
【００１０】
また、前記第１及び第２圧縮室を形成するための第１及び第２シリンダーボディーと、前記第１及び第２圧縮室の内部に設置される第１及び第２圧縮装置と、前記第１および第２圧縮装置を駆動するために前記第１及び第２圧縮室を貫通して設置される回転軸と、前記第１及び第２シリンダーボディーの間に介在される区画板と、前記区画板の反対側に設けられ、前記第１及び第２圧縮室の開口をそれぞれ閉鎖しながら前記回転軸を支持する第１及び第２軸支部材とを含むことを特徴とする。
【００１１】
また、前記連通孔は、前記区画板に形成されることを特徴とする。
【００１２】
また、前記第１及び第２空洞部は、前記連通孔と対向する位置で、前記第１及び第２軸支部材の内面に形成されることを特徴とする。
【００１３】
また、前記第１及び第２圧縮装置は、前記第１及び第２圧縮室内の前記回転軸にそれぞれ反対方向に偏心される第１及び第２偏心部と、前記第１及び第２圧縮室の前記第１及び第２偏心部の外面にそれぞれ結合される第１及び第２リングピストンと、前記第１及び第２リングピストンの回転によって、半径方向に線状運動をしながら前記第１及び第２圧縮室の内部空間を区画する第１及び第２ベーンとを含むことを特徴とする。
【００１４】
また、前記連通孔及び前記第１及び第２空洞部の最大幅は、前記リングピストンの半径方向の厚さよりも小さいことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明による多気筒回転圧縮機は、相互区画された第１及び第２圧縮室と、前記第１及び第２圧縮室内で反対方向に偏心された状態で圧縮動作を行う第１及び第２圧縮装置と、前記第１及び第２圧縮室の内部にそれぞれ連通される第１及び第２吸入口と、前記第１及び第２吸入口と隣接して位置され、前記第１及び第２圧縮室を連通させる連通孔とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による多気筒回転圧縮機は、各圧縮室の吸入口の大きさが制限的である場合も、各吸入口を通して各圧縮室に吸入されるガスが連通孔を通して共有されるため、各圧縮室の吸入要求量が最大になる時点でも各圧縮室に吸入されるガス量を充分に確保することで、吸入損失を防止できるという効果がある。
【００１７】
また、本発明は、各圧縮室へのガス吸入が円滑であるため、各吸入口の吸入流動抵抗による吸入騷音の発生を最小化できるという効果がある。
【００１８】
また、本発明は、各吸入口に隣接した位置で各圧縮室の内面に設けられる第１及び第２空洞部がヘルムホルツ共鳴器の役割をするため、吸入騷音を一層低減できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
本発明による多気筒回転圧縮機は、図１に示すように、回転力を発生するために密閉容器１０の内側上部に設置される電動機構部２０と、密閉容器１０の内側下部に設置され、 回転軸２１を通して電動機構部２０に連結される圧縮機構部３０とを備える。
【００２１】
電動機構部２０は、密閉容器１０の内面に固定される円筒状の固定子２２と、この固定子２２の内部に回転自在に設置され、その中心部が回転軸２１に結合される回転子２３とを含む。
【００２２】
圧縮機構部３０は、図１乃至図３に示すように、円筒状の第１圧縮室３１が内部に形成された上部の第１シリンダーボディー３３と、円筒状の第２圧縮室３２が内部に形成された下部の第２シリンダーボディー３４と、ガスの圧縮動作を行うために第１圧縮室３１および第２圧縮室３２の内部にそれぞれ設置される第１及び第２圧縮装置４０，５０とを備える。電動機構部２０から延長される回転軸２１は、各圧縮室３１，３２内の圧縮装置４０，５０を動作するために、第１及び第２圧縮室３１，３２の中心を貫通する形態で設置される。
【００２３】
また、圧縮機構部３０は、上部の第１圧縮室３１と下部の第２圧縮室３２とを区画するために、第１シリンダーボディー３３と第２シリンダーボディー３４との間に介在される区画板３５と、第１圧縮室３１の上側開口および第２圧縮室３２の下側開口を閉鎖するとともに、回転軸２１を支持するために、第１シリンダーボディー３３の上部および第２シリンダーボディー３４の下部にそれぞれ装着される第１及び第２軸支部材３６，３７とを含む。
【００２４】
第１及び第２圧縮室３１，３２の内部に設置される第１及び第２圧縮装置４０，５０は、第１及び第２圧縮室３１，３２の回転軸２１の外面に設けられた第１及び第２偏心部４１，５１と、その外面が各圧縮室３１，３２の内面に接した状態で第１及び第２偏心部４１，５１が回転するように、第１及び第２偏心部４１，５１の外面にそれぞれ回転自在に結合された第１及び第２リングピストン４２，５２と、第１及び第２リングピストン４２，５２の回転によって第１及び第２圧縮室３１，３２の半径方向に線状運動をしながら、各圧縮室３１，３２の内部空間を吸入側と吐出側とに区画する第１及び第２ベーン４３，５３とを含む(図２および図３を参照)。このとき、回転軸２１の外面に設けられる第１偏心部４１および第２偏心部５１は、互いに反対方向に偏心される。よって、回転軸の両側が均衡を維持した状態で圧縮動作が行われるため、回転トルクの変化を最小化するとともに、振動発生を減少することができる。
【００２５】
また、第１及び第２シリンダーボディー３３，３４には、その内部にガスを流入させるための第１及び第２吸入口６１，６２がそれぞれ形成され、これら吸入口６１，６２には、第１及び第２吸入管６３，６４がそれぞれ連結される。また、上部の第１軸支部材３６および下部の第２軸支部材３７には、加圧されたガスを吐出させるための第１吐出口６５および第２吐出口６６が形成される(図２および図３を参照)。図１において、符号１３は、吸入配管１１に設置されるアキュムレータを示し、１２は、密閉容器１０内の圧縮冷媒を外部に案内するための吐出配管をそれぞれ示している。
【００２６】
この多気筒回転圧縮機は、電動機構部２０の動作により、第１及び第２圧縮室３１，３２内の第１及び第２偏心部４１，５１が互いに反対位置を維持しながら矢印Ａ方向に回転すると、第１及び第２リングピストン４２，５２が各圧縮室３１，３２内で偏心回転しながら第１及び第２吸入口６１，６２からガスを吸入し、第１及び第２吐出口６５，６６に圧縮ガスを吐出することで圧縮が行われる。
【００２７】
上記のようにガスの圧縮動作が行われるとき、各圧縮室３１，３２は、第１偏心部４１と第２偏心部５１とが互いに反対方向に偏心されるため、いずれか一側の吸入体積が他側よりも大きい状態を維持するが、このような現象は、二つの圧縮室３１，３２内で１８０度の位相差を有して交互に繰り返される。すなわち、図２に示すように、第１圧縮室３１の吸入体積が増加した状態であると、図３に示すように、第２圧縮室３２の吸入体積が減少する。また、この状態で、回転軸２１が矢印Ａ方向に１８０度さらに回転すると、第２圧縮室３２の吸入体積が増加し、第１圧縮室３１の吸入体積が減少する。このように、各圧縮室３１，３２の吸入体積が互いに反対の様態を維持するため、いずれか一側の圧縮室の吸入体積が増加してガスの吸入要求量が大きくなると、他側の圧縮室の吸入体積が減少してガスの吸入要求量が減少する。
【００２８】
また、各圧縮室３１，３２の吸入体積が急激に増加する時点では、各吸入口６１，６２を通したガスの吸入要求量が急激に増加する反面、各吸入口６１，６２の大きさが制限的であるため、吸入されるガスの量が不充分であって吸入損失が発生する。このような問題を解決するために、本発明は、図４および図５に示すように、二つの吸入口６１，６２に隣接する区画板３５に連通孔７１を備えており、この連通孔７１によって第１および第２圧縮室３１，３２が互いに連通される。
【００２９】
その結果、いずれか一側の圧縮室の吸入体積が増加してガスの吸入要求量が大きくなると、相対的に吸入体積が小さくてガスの吸入要求量が少ない他側の圧縮室のガスは、連通孔７１を通して吸入要求量(または吸入体積)の大きい圧縮室側に供給されるため、吸入損失を防止できる。すなわち、各圧縮室３１，３２の吸入口６１，６２の大きさが制限的である場合も、各吸入口６１，６２を通して各圧縮室３１，３２に吸入されるガスが連通孔７１を通して共有されるため、各圧縮室３１，３２の吸入要求量が最大になる時点でも、各圧縮室３１，３２に吸入されるガス量を充分に確保することで、吸入損失を防止できる。
【００３０】
例えば、第１圧縮室３１の吸入体積が大きくなってガスの吸入要求量が急激に増加する場合、第１吸入口６１を通して第１圧縮室３１の内部に吸入されるガスだけでなく、第２吸入口６２を通して第２圧縮室３２の内部に流入されるガスの一部が連通孔７１を通して第１圧縮室３１の吸入側に流入されるため、第１圧縮室３１の吸入損失が防止される。その反対に、第２圧縮室３２の吸入体積が大きくなる場合、第１吸入口６１を通して吸入されたガスの一部が連通孔７１を通して第２圧縮室３２に流入されるため、第２圧縮室３２の吸入損失が防止される。
【００３１】
ここで、図４および図５に示すように、連通孔７１は、二つの吸入口６１，６２に隣接する第１および第２圧縮室３１，３２内の区画板３５に形成され、二つの圧縮室３１，３２を連通させる。また、図７に示すように、連通孔７２は、区画板３５だけでなく、二つのシリンダーボディー３３，３４の各圧縮室３１，３２の内壁側にも形成されるため、二つの吸入口６１，６２の出口が互いに連通され、本実施形態と同一の効果を発揮できる。しかしながら、図７の構成によると、二つの吸入口６１，６２の出口側を連通させるために、区画板３５だけでなく、二つのシリンダーボディー３３，３４にも連通孔７２を加工すべきであって、製造工程が煩雑になる。そのため、図４に示すように、連通孔７１は、二つの圧縮室３１，３２の内部が区画板３５によって直接連通されるように、区画板３５に形成されることが好ましい。
【００３２】
また、この連通孔７１は、図４に示すように、その最大幅が第１及び第２リングピストン４２，５２の半径方向の厚さよりも小さく形成されるべきである。もし、連通孔７１の幅が二つのリングピストン４２，５２の厚さよりも大きいと、各リングピストン４２，５２が連通孔７１に位置する時点で、圧縮ガスが各圧縮室３１，３２から各リングピストン４２，５２の内部空間に連通孔７１を通して流れるため、圧縮効率が低下することになる。
【００３３】
また、本発明による多気筒回転圧縮機は、吸入騷音を低減するために、各圧縮室３１，３２の内面から所定深さに陥没して形成される第１空洞部７３および第２空洞部７４を備える。これら第１及び第２空洞部７３，７４は、各吸入口６１，６２に隣接して連通孔７１に対向する位置で、第１及び第２軸支部材３６，３７の内面にそれぞれ形成される。
【００３４】
このような構成によると、各圧縮室３１，３２の吸入初期段階で吸入ガスの流動抵抗によって騷音が発生するとき、第１及び第２空洞部７３，７４がヘルムホルツ共鳴器の役割をすることで、ガスの吸入騷音を低減するようになる。一般的なヘルムホルツ共鳴器は、小さな入口を備えた空洞からなるが、この小さな入口を通して流入される特定帯域の入射波が空洞の内部に入ると、その入射波と反対の波形を有する新しい反射波が発生し、この反射波が空洞の外部に出ながら入射波を消滅する原理によって、騷音および振動を減衰するようになる。
【００３５】
本発明では、第１及び第２空洞部７３，７４が、上述したヘルムホルツ共鳴器の役割をする。例えば、図６に示すように、第２リングピストン５２が第２空洞部７４を通過するとき、第２空洞部７４の入口７４ａは、第２リングピストン５２によって遮蔽された状態で部分的に開放される。このとき、部分的に開放される第２空洞部７４の入口７４ａがヘルムホルツ共鳴器の小さな入口の役割をし、第２空洞部７４の内部空間７４ｂがヘルムホルツ共鳴器の空洞の役割をする。その結果、第２空洞部７４は、ヘルムホルツ共鳴器の役割をしながら第２圧縮室３２の吸入騷音を低減し、第１空洞部７３も、上記のような原理によって第１圧縮室３１の吸入騷音を低減する。
【００３６】
上記のような原理によると、第１空洞部７３および第２空洞部７４を各吸入口６１，６２に隣接して位置することなく、各圧縮室３１，３２から発生する騷音を低減するようになる。しかしながら、この回転圧縮機におけるガスの吸入に関連した騷音は、吸入流動抵抗が最も大きい各吸入口６１，６２側から発生することが多い。特に、この回転圧縮機は、吸入動作が開始される瞬間、各吸入口６１，６２を通して吸入されるガスの流動変化が大きいため、吸入動作初期の吸入騷音も大きい。したがって、本実施形態に示したように、吸入騷音の減衰効果を高めるために、第１空洞部７３および第２空洞部７４は、各吸入口６１，６２に隣接して位置されることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態による多気筒回転圧縮機の構成を示した断面図である。
【図２】図１のII-II’線断面図である。
【図３】図１のIII-III’線断面図である。
【図４】図１のIV部の詳細図である。
【図５】本発明による多気筒回転圧縮機の連通孔及び第１及び第２空洞部の構成を示した斜視図である。
【図６】本発明による多気筒回転圧縮機のリングピストンが空洞部の一部を閉鎖した状態を示した図である。
【図７】本発明の他の実施形態による多気筒回転圧縮機の構成を示した断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  密閉容器
１１  吸入配管
１２  吐出配管
１３  アキュムレータ
２０  電動機構部
２１  回転軸
２２  固定子
２３  回転子
３０  圧縮機構部
３１，３２  第１及び第２圧縮室
３３，３４  第１及び第２シリンダーボディー
３５  区画板
３６，３７  第１及び第２軸支部材
４０，５０  第１及び第２圧縮装置
４１，５１  第１及び第２偏心部
４２，５２  リングピストン
６１，６２  吸入口
６３，６４  第１及び第２吸入管
７１  連通孔
７３，７４  第１及び第２空洞部
【図１】
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【図２】
2006083844.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006083844.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006083844.tif 000008
【図７】
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